[发明专利]一种靶向修饰的高导电纳米颗粒增强细胞电穿孔装置及方法

权利要求书

1.一种靶向修饰的高导电纳米颗粒增强细胞电穿孔装置，其特征在于，包括纳秒脉冲发生器和所述纳米电极。

所述纳秒脉冲发生器和纳米电极信号线连接；

所述纳秒脉冲发生器向目标细胞和纳米电极发送激励脉冲；

所述纳米电极与目标细胞相接触或延伸入目标细胞；

当纳米电极接收到激励脉冲后，对激励脉冲电场强度进行增强，并向目标细胞发送增强后的激励脉冲信号，增强目标细胞电穿孔效应；

所述纳米电极为若干高导电纳米粒子；每个高导电纳米粒子表面具有目标细胞的靶向配体；

所述目标细胞接收到激励脉冲和增强后的激励脉冲信号后，发生穿孔。

2.根据权利要求1或2所述的一种靶向修饰的高导电纳米颗粒增强细胞电穿孔装置，其特征在于：所述纳秒脉冲发生器包括高压直流电源、储能电容、FPGA模块和MOSFET开关组；

所述高压直流电源对储能电容充电；

所述储能电容通过MOSFET开关组向纳米电极发送激励脉冲；

所述FPGA模块控制MOSFET开关组的通断，进而控制激励脉冲的持续时间和个数。

3.根据权利要求1所述的一种靶向修饰的高导电纳米颗粒增强细胞电穿孔装置，其特征在于：所述高导电纳米粒子为金纳米棒。

4.根据权利要求1所述的一种靶向修饰的高导电纳米颗粒增强细胞电穿孔装置，其特征在于：所述脉冲为方波脉冲。

5.一种使用权利要求1至4中任一项所述靶向修饰的高导电纳米颗粒增强细胞电穿孔装置的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)确定目标细胞的类型，并获取目标细胞的靶向配体；

2)建立靶向修饰的高导电纳米颗粒增强细胞电穿孔装置；

3)将表面具有目标细胞靶向配体的纳米电极与目标细胞接触或将纳米电极延伸入目标细胞；

4)预设脉冲参数；

5)高压直流电源对储能电容充电；

6)充电结束后，FPGA模块基于预设的脉冲参数控制MOSFET开关组的通断以实现脉冲的输出；

7)发生器输出的脉冲流经纳米电极，实现脉冲增强；增强后的脉冲通过纳米电极中每个高导电纳米粒子的尖端释放，实现对目标细胞的穿孔。

6.根据权利要求5所述的一种使用靶向修饰的高导电纳米颗粒增强细胞电穿孔的方法，其特征在于：所述高导电纳米粒子尖端电场强度E_tip如下所示：

式中，E_tip、E₀分别为高导电纳米粒子尖端电场强度和外加均匀电场强度；L、D分别为高导电纳米粒子的长度和外径；α为常数。